الهندسة الاستكشافية

الهندسة الاستكشافية مصطلح صاغه ك. إريك دريكسلر لوصف عملية تصميم وتحليل نماذج افتراضية مفصلة لأنظمة غير قابلة للتطبيق باستخدام التقنيات أو الأساليب الحالية، ولكنها تبدو بوضوح ضمن حدود ما يعتبره العلم ممكنًا في نطاق التشغيل المحدد بدقة لنموذج النظام الافتراضي. وعادةً ما ينتج عنها نماذج أولية ورقية أو مرئية، أو (وهو الأرجح في الوقت الحاضر) محاكاة حاسوبية مقنعة قدر الإمكان لمن لديهم معرفة بالعلوم ذات الصلة، نظرًا لغياب التأكيد التجريبي. وبالقياس على علم ما قبل العلوم ، يمكن اعتبارها شكلاً من أشكال الهندسة الأولية .

نظراً لصعوبة وضرورة التنبؤ بالنتائج في مجالات مثل التعديل الوراثي ، وتغير المناخ ، والهندسة الجزيئية ، والهندسة واسعة النطاق ، تظهر أحياناً مجالات موازية كالأخلاقيات الحيوية ، وهندسة المناخ ، وتقنية النانو الجزيئية الافتراضية، وذلك لتطوير ودراسة الفرضيات، وتحديد الحدود، وعرض الحلول المحتملة للمشاكل التقنية المتوقعة. ويرى أنصار الهندسة الاستكشافية أنها منهج أولي مناسب لمثل هذه المشاكل.

يهتم علم الهندسة بتصميم حلول للمشاكل العملية. قد يسأل العالم "لماذا؟" ثم يبحث عن إجابة. في المقابل، يسعى المهندسون إلى معرفة كيفية حل المشكلة، وكيفية تطبيق هذا الحل. غالبًا ما تفترض الهندسة الاستكشافية وجود حل مفصل للغاية، وتستكشف خصائصه المحتملة، مع تأجيل مسألة كيفية تطبيقه. إذا أمكن الوصول إلى مرحلة يتم فيها معالجة محاولة تطبيق الحل باستخدام مبادئ الفيزياء الهندسية ، ينتقل النشاط من مرحلة ما قبل الهندسة إلى مرحلة الهندسة الفعلية، وينتج عنه نجاح أو فشل في تطبيق التصميم.

بخلاف المنهج العلمي الذي يعتمد على تجارب خاضعة لمراجعة الأقران لإثبات أو دحض فرضية قابلة للتفنيد ، يعتمد الهندسة الاستكشافية على مراجعة الأقران والمحاكاة وغيرها من الأساليب التي يستخدمها العلماء، لكنها تطبقها على منتج افتراضي، أو تصميم أو عملية محددة ومفصلة، ​​بدلاً من نموذج أو نظرية مجردة. ونظرًا لافتقار الهندسة الاستكشافية المتأصل إلى إمكانية التفنيد التجريبي، يجب على ممارسيها توخي الحذر الشديد لتجنب الوقوع في ممارسات شبيهة بعلم عبادة البضائع ، والعلوم الزائفة ، والعلوم المرضية .

للهندسة الاستكشافية منتقدوها الذين يرفضونها باعتبارها مجرد تكهنات نظرية، وإن كانت مدعومة بالحاسوب. غالباً ما يكون من الصعب على هؤلاء المنتقدين تحديد حدود تُخرج الهندسة الاستكشافية من دائرة التكهنات وتُعرّفها كنشاط تصميم واقعي، وفي الوقت نفسه، يصعب على مؤيديها التعبير عنها. وبينما يتفق كل من المنتقدين والمؤيدين على أن الكثير من جهود المحاكاة التفصيلية في هذا المجال قد لا تُثمر جهازاً مادياً، فإن التباين بين المجموعتين يتجلى في موقف مؤيدي تقنية النانو الجزيئية الذين يزعمون أن العديد من تصاميم الآلات الجزيئية المعقدة ستصبح قابلة للتحقيق بعد "اختراق في مجال التجميع" لم يُحدده ك. إريك دريكسلر ، بينما يرى المنتقدون أن هذا الموقف يجسد تفكيراً تمنياً يُشبه ما ورد في رسوم سيدني هاريس الكاريكاتورية الشهيرة ( ISBN). 0-913232-39-4نُشرت مقالة بعنوان "ثم تحدث معجزة" في مجلة "أمريكان ساينتست". باختصار، يرى النقاد أن نموذجًا افتراضيًا متسقًا مع ذاته ومتوافقًا مع قوانين العلم المتعلقة بتشغيله، في غياب أي سبيل لبناء الجهاز المُنمذج، لا يُقدم أي دليل على إمكانية بناء الجهاز المطلوب. في المقابل، يرى المؤيدون أن هناك العديد من الطرق المحتملة لبناء الجهاز المطلوب، بحيث لا بد أن إحدى هذه الطرق على الأقل لن تُظهر عيبًا جوهريًا يمنع بناء الجهاز.

كثيرًا ما يشير المؤيدون والنقاد على حد سواء إلى قصص الخيال العلمي باعتبارها أصل الهندسة الاستكشافية. فمن جهة، تنبأت هذه القصص بالغواصة العابرة للمحيطات ، وقمر الاتصالات ، وغيرها من الاختراعات قبل أن تُبنى على أرض الواقع. ^{[ 1 ]} ومن جهة أخرى، قد تبقى أجهزة أخرى من الخيال العلمي، مثل مصعد الفضاء، مستحيلة التنفيذ إلى الأبد بسبب مشاكل تتعلق بقوة المواد أو بسبب صعوبات أخرى، سواء كانت متوقعة أم غير متوقعة.

• هندسة المناخ
• الهندسة الكلية
• هندسة الميغا سكيبل
• الهندسة الكوكبية

٢. إريك دريكسلر  : "القوانين الفيزيائية ومستقبل تقنية النانو". المحاضرة الافتتاحية لبرنامج أكسفورد مارتن، فبراير ٢٠١٢. https://www.youtube.com/watch?v=zQHA-UaUAe0